氢氧化镁阻燃材料表面改性技术

2021-01-07 12:08:44

氢氧化镁作为高分子聚合物的阻燃剂，最重要的是要与高分子聚合物良好兼容，实现均匀分散，最终达到阻燃的目的。通过使用特定化合物对氢氧化镁进行表面改性，可解决其表面自由能高、极性强、易于团聚的缺点，使其表面具有疏水性，改善氢氧化镁与聚合物的相容性。

目前，氢氧化镁常用的表面改性方法有超细化法、表面化学包覆和微胶囊化。
1、氢氧化镁化学包覆改性
化学包覆改性是氢氧化镁表面改性使用最多的改性方法，其可选用的改性剂种类很多，如何表面活性剂、偶联剂、超分散剂和改性剂复配等。
（1）表面活性剂
由于氢氧化镁表面带有较高的正电荷，因此一般使用阴离子型表面活性剂，如硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸锌、油酸钠和十二烷基磺酸钠等。
Cheng X L等使用硬脂酸锌对氢氧化镁进行干法改性，改性后的氢氧化镁添加到PP中分散性变好，复合材料的黏度下降，弹性模量、冲击强度和阻燃性能得到明显提高。
（2）偶联剂
偶联剂处理是目前氢氧化镁表面改性最常用的改性方法，其中最常用的是硅烷偶联剂。
工业上硅烷偶联剂改性氢氧化镁干法工艺和湿法工艺都有应用，袁源等采用N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂对超细氢氧化镁进行了湿法改性，改性后硅烷偶联在氢氧化镁表面以硅氧烷结构接枝到了氢氧化镁表面。
（3）改性剂复配
不同类型的改性剂复配，可以充分发挥各自的优势，形成互补，在实践中表现出良好的改性效果，具有很好的发展前景。
杜高翔等将硅烷偶联剂（A-172）和硬脂酸复配对氢氧化镁进行改性，改性后硅烷和硬脂酸同氢氧化镁表面形成了稳定的化学键，复配改性后的氢氧化镁在软质PVC中的分散性和相容性得到提高。
2、氢氧化镁聚合接枝包覆
聚合接枝改性能明显提升氢氧化镁在聚合物中的分散性和相容性，力学性能也有一定的提高。
黄伟等先用乙烯基硅烷（A-172）对氢氧化镁湿法改性，在氢氧化镁表面引入-C=C-，然后以醋酸乙烯为单体，以过硫酸铵为引发剂，十二烷基硫酸钠作为乳化剂，聚合接枝乙烯化的氢氧化镁，并将改性后的氢氧化镁添加到EVA中，制备的复合材料力学性能和阻燃性能均达到工业应用要求。
3、氢氧化镁胶囊化改性
胶囊化改性氢氧化镁，不但能提高其与高分子基体的相容性，而且能够改善复合材料的力学性能、热稳定性和阻燃性能，成为阻燃领域的研究热点。缺点是包覆难度大，需要严格控制实验条件。
李培培等分别采用脲醛树脂和三聚氰胺树脂为壁材对氢氧化镁进行微胶囊化改性，改性后的氢氧化镁热稳定性良好，与低密度聚乙烯基体间的界面粘结性提高，添加微胶囊化的氢氧化镁制备的复合材料力学性能和阻燃性能都有很大提升。

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